《单片机技术》实验指导书.docx
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《单片机技术》实验指导书
《单片机技术》
实验指导书
机械电子工程系
2011年9月
实验一数据传送（RAM–>XRAM）
一、实验目的
1、熟悉星研集成环境软件或熟悉KeilC51集成环境软件的使用方法。
2、掌握80C51内部RAM和外部RAM之间的数据传送方法；掌握这两部分RAM存贮器的特点与应用，掌握各种数据传送方法。
3、熟悉80C51汇编指令，能自己编写简单的程序，掌握数据传输的方法。
二、实验设备
STAR系列实验仪一套、PC机一台
三、实验内容
1、熟悉星研集成环境软件或熟悉KeilC51集成环境软件的安装和使用方法。
2、编写并调试一个数据传送程序：
将30H～3FH数据送到数据存贮器1000H～100FH中。
实现内外部数据段的传送、校验。
四、实验框图
五、实验步骤
1、运行程序前，打开变量窗、二个存贮器窗（一个选择片内数据；一个选择片外数据，起始地址选择1000H）。
2、在内部RAM30H～3FH中输入数据；使用单步、断点方式调试程序，检测外部数据RAM的1000H～100FH中的内容。
3、熟悉查看特殊功能寄存器、内部数据RAM、外部数据空间的各种方法。
【注意】实验箱中已经将单片机最小电路（电源、时钟电路及复位电路）连接完成，因此，该部分不再需要连线。
六、程序清单
;将内部RAMAddress1开始的16个字节送到外部RAM从Address2开始的单元里，
;再作比较。
Address1
DATA
30H
;内部ROM存放数据起始地址
Address2
XDATA
1000H
;外部ROM存放数据起始地址
ORG
0000H
LJMP
STAR
ORG
0100H
STAR:
MOV
SP,#60H
;初始化堆栈指针
MOV
R0,#Address1
MOV
DPTR,#Address2
MOV
R7,#10H
STAR1:
MOV
A,@R0
;传送
MOVX
@DPTR,A
INC
R0
INC
DPTR
DJNZ
R7,STAR1
MOV
R0,#Address1
MOV
DPTR,#Address2
MOV
R7,#10H
STAR2:
MOV
B,@R0
;比较
MOVX
A,@DPTR
CJNE
A,B,STAR3
INC
R0
INC
DPTR
DJNZ
R7,STAR2
SJMP
$
;传送正确
STAR3:
SJMP
$
;传送错误
END
七、思考题
编写程序分别实现以下功能：
①将外部数据存贮区1000H～100FH中的数据送到80C51内部RAM40～4FH中。
②将外部数据存贮区1000H～100FH的内容写入外部RAM3030～303FH中。
实验二P1口数据输入、输出实验（跑马灯实验）
一、实验目的
1、通过实验了解单片机最小系统。
2、了解P1口作为输入、输出方式使用时，CPU对P1口操作方法。
3、学习延时子程序的编写和使用。
二、实验设备
STAR系列实验仪一套、PC机一台
三、实验内容
1、P1口做输出口，接G6区的八个发光二极管（其输入端为低电平时发光二极管点亮），编写程序，使发光二极管循环点亮（瞬间只有一个灯亮）。
2、P1.0、P1.1作输入口接两个拨动开关S21、S22；P1.2，P1.3作输出口，接两个发光二极管DS35、DS36，编写程序读取开关状态，将此状态在发光二极管上显示出来。
【注意】P1口是准双向口，它作为输出口时与一般的双向口使用方法相同。
由准双向口结构可知当P1口用作输入口时，编程时必须先对口的锁存器写“1”；若不先对它写“1”，读入的数据是不正确的。
四、实验原理图
【注意】本实验指导书中的原理图只给出了重要部分原理图，单片机最小系统均未给出，请学生参考教材补充完整。
P1口循环点灯原理图
P1口输入输出原理图
五、实验流程图
六、实验步骤
㈠P1口输出实验
1、连线说明：
A3区：
JP51
——
G6区：
JP65
【注意】实验箱上单片机的P1口（A3区JP51插槽）分别接八个发光二极管（G6区JP65插槽），使用一根8线的扁平电缆连接即可。
2、编写程序。
3、实验结果：
通过G6区的LED指示灯（8个指示灯轮流点亮），观察实验的输出结果是否正确。
㈡P1口输入、输出实验
1、连线说明：
A3区：
JP51
——
G6区：
JP80
JP55
——
G6区：
JP65
2、编写程序。
3、实验结果：
改变S21、S22两个拨动开关的状态，观察LED指示灯的变化。
七、源程序
㈠P1口输出实验
ORG
0000H
LJMP
START
ORG
0100H
START:
MOV
SP,#60H
MOV
A,#0FFH
MOV
P1,A
;P1口输出数据时，该句可省略。
;P1口输入数据时，该句必须保留。
CLR
C
START1:
RLC
A
MOV
P1,A
ACALL
Delay
SJMP
START1
Delay:
MOV
R5,#2
;延时
Delay1:
MOV
R6,#0
Delay2:
MOV
R7,#0
DJNZ
R7,$
DJNZ
R6,Delay2
DJNZ
R5,Delay1
RET
END
㈡P1口输入、输出实验
【源程序略，由学生自行设计】
八、思考题
1、在80C51系统中，MOV指令需用1个机器周期，DJNZ指令需用2个机器周期，RET指令需用2个机器周期。
STARES598PCI实验仪中单片机的晶振为12MHz，请计算源程序中软件延时（第12行～第18行）的时长是多少秒？
2、编程实现下表所示的发光二极管点亮时序，注意延时时间的设置（采用软件延时）。
时序
8个发光LED的状态
1
8个LED同时亮，延时0.5s
2
8个LED同时灭，延时0.5s
3
自左向右，每隔0.5s循环点亮一个（单个亮）
4
自右向左，每隔0.5s循环点亮一个（单个亮）
5
自左向右，每隔0.5s循环相邻两个点亮一次（相邻两个亮，其余灭）
实验三P1口数据输出实验（交通灯控制实验）
一、实验目的
1、了解单片机的工作原理，熟悉其编程方法以及输入、输出程序设计技巧。
学会使用并行口实现各种控制功能，如本实验（控制交通灯）等。
2、熟悉单片机程序存储器的查表指令，熟悉表格的设计及使用技巧。
熟练设计并使用软件延时子程序。
二、实验设备
STAR系列实验仪一套、PC机一台
三、实验内容
1、编写程序：
使用80C51的P1口控制8个LED指示灯，实现交通灯功能。
2、连接线路、验证该功能，并熟悉P1口的使用方法。
四、实验原理
交通灯控制原理图
该实验中单片机P1口与8个发光二极管相连。
实验箱上的8个发光二极管的排列顺序是“绿、黄、红、红、绿、黄、红、红”，这相当于两组“绿、黄、红”交通指示灯，可以模拟十字路口的东西向和南北向交通灯。
由于每组红灯有两个，可把将两个红灯看作是一个红色指示灯，让它们同时亮灭。
一个周期内交通指示灯的所有状态，如下表所示：
序号
东西向交通灯
南北向交通灯
状态码
P1.7
P1.6
P1.5
P1.4
P1.3
P1.2
P1.1
P1.0
绿
黄
红
红
绿
黄
红
红
0
0
1
1
1
1
1
0
0
7CH
1
1
0
1
1
1
1
0
0
0BCH
2
1
1
0
0
0
1
1
1
0C7H
3
1
1
0
0
1
0
1
1
0CBH
将状态码放入一段连续的ROM单元，可以构成一段数据表（用DB伪指令定义数据表，如“DB7CH0BCH0C7H0CBH”）。
利用数据指针DPTR，将其指向数据表的首地址，再将各个状态的序号依次放入累加器A中，通过查表指令便可找到各个状态码，最后将状态码送入P1口显示并做相应的延时处理，发光二极管上即可反映出相应的交通指示灯状态。
当一个周期结束后，再用一条长跳转指令返回首个状态，就可实现交通指示灯的连续工作。
五、实验流程图
六、实验步骤
1、连线说明：
A3区：
JP51（P1口）
——
G6区：
JP65
2、观察实验结果，验证模拟交通灯控制过程的正确性。
七、源程序
ORG
0000H
LJMP
MAIN
ORG
0100H
MAIN:
MOV
DPTR,#TABLE
;数据指针指向表的首字节地址单元
LOOP:
MOV
R7,#data8
;data8由交通灯的状态个数定
MOV
R0,#0
D1:
MOV
A,R0
MOVC
A,@A+DPTR
;查表取状态字节
MOV
P1,A
;送P1口显示
INC
R0
LCALL
DELAY
DJNZ
R7,D1
LJMP
LOOP
TABLE:
DB
【略】
;状态字节【学生自行设计】
DELAY:
【略】
;延时子程序【学生自行设计】
END
八、思考题
1、如何使用该控制策略实现对霓虹灯或跑马灯的设计？
2、如何实现对绿灯、红灯和黄灯的时间分别进行控制，以及黄灯闪烁3次的实现？
实验四外部中断实验（急救车与交通灯）
一、实验目的
1、学习外部中断技术的基本使用方法。
2、学习中断处理程序的编程方法。
二、实验设备
STAR系列实验仪一套、PC机一台
三、实验内容
1、编写程序：
在实验四的基础上增加允许急救车优先通过的要求，有急救车到达时，两个方向交通信号灯全红，以便让急救车通过。
设急救车通过路口时间为10秒，急救车通过后，交通恢复正常。
2、本实验用单次脉冲（由轻触按键产生）申请中断，表示有急救车通过。
3、连接线路、验证该功能，并熟悉外部中断的使用方法。
四、实验原理
1、编制中断处理程序要注意的问题是：
①保护进入中断时的状态（保护现场），并在退出中断之前恢复进入时的状态（恢复现场）。
②必须在中断程序中设定是否允许中断重入，即设置EX0位。
2、本实验中使用了INT0中断，一般中断处理程序进入时应保护PSW、ACC以及中断处理程序使用但非其专用的寄存器。
本实验的INT0程序中应保护PSW、ACC等，以便保护中断前红绿灯的状态（保护现场），并且在退出前恢复原来红绿灯状态（恢复现场）。
3、INT0端（P3.2）接轻触按键K5。
五、实验流程图
六、实验步骤
1、连线说明：
A3区：
JP51
——
G6区：
JP65
JP61
——
JP74
【注意】当响应中断时，应按下JP74中K5按键。
2、观察实验结果，验证模拟交通灯控制过程的正确性。
七、源程序
【源程序略，由学生自行设计】
实验五8279键盘显示实验
一、实验目的与要求
1、了解8279与单片机的接口逻辑；掌握对8279的显示子程序Dispaly8的使用方法，掌握使用8279扩展显示器的方法。
2、认真预习，做好实验前的准备工作，自行编写程序，填写实验报告。
二、实验设备
STAR系列实验仪一套、PC机一台
三、实验内容
1、编写程序：
利用8279实现对G5区的8位数码管的显示控制，要求最右边LED从0～9循环显示，其余7个LED均不显示。
2、按图连线，运行程序，观察实验结果，能熟练运用8279的显示子程序Dispaly8。
四、实验原理图
五、实验流程图
六、实验步骤
1、连线说明：
E5区：
CS、A0
——
A3区：
CS5、A0
E5区：
CLK
——
B2区：
2M
E5区：
A、B、C、D
——
G5区：
A、B、C、D
2、运行程序，观察实验结果（8个LED显示器会按要求显示出来），可依此验证对8279芯片操作的正确性。
七、源程序
EXTRN
CODE（Display8）
BUFFER
DATA
30H
;8字节显示缓冲区
ORG
0000H
LJMP
STAR
ORG
0100H
STAR:
MOV
SP,#5FH
MOV
R0,#BUFFER
MOV
A,#10H
;其余7位LED不显示
CLRR:
INC
R0
MOV
@R0,A
CJNE
R0,#37H,CLRR
LOOP:
MOV
R7,#10
;循环次数，10次
MOV
R6,#0
INCC:
MOV
30H,R6
LCALL
DELAY
INC
R6
MOV
R0,#BUFFER
LCALL
Display8
DJNZ
R7,INCC
AJMP
LOOP
END
八、思考题
1、如何实现8个LED数码管循环显示程序。
2、不使用8279，编程实现数码管的显示功能。
实验六电子钟（定时器、中断综合实验）
一、实验目的
熟悉80C51中CPU的定时器、中断系统编程方法，了解定时器的应用、实时程序的设计和调试技巧。
二、实验内容
编写一个时钟程序，使用定时器产生一个50ms的定时中断，对定时中断计数，通过8279将时、分、秒显示在数码管上。
三、程序框图
四、实验步骤
1、连线说明：
E5区：
CLK
——
B2区：
2M
E5区：
CS
——
A3区：
CS5
E5区：
A0
——
A3区：
A0
E5区：
A、B、C、D
——
G5区：
A、B、C、D
2、时间显示在数码管上
五、程序清单
ms50
DATA
31H
;存放多少个50ms
sec
DATA
32H
;秒
min
DATA
33H
;分
hour
DATA
34H
;时
buffer
DATA
35H
;显示缓冲区
EXTRN
CODE（Display8）
ORG
0000H
LJMP
STAR
ORG
000BH
;定时器T0中断处理入口地址
LJMP
INT_Timer0
ORG
0100H
STAR:
MOV
SP,#60H
;堆栈
MOV
ms50,A
;清零ms50
MOV
hour,#12
;设定初值:
12:
59:
50
MOV
min,#59
MOV
sec,#50
MOV
TH0,#60
;定时中断计数器初值
MOV
TL0,#176
;定时50ms
MOV
TMOD,#1
;定时器0：
方式一
MOV
IE,#82H
;允许定时器0中断
SETB
TR0
;开定时器T0
STAR1:
LCALL
Display
;调用显示
JNB
F0,$
CLR
F0
SJMP
STAR1
;需要重新显示时间
;中断服务程序
INT_Timer0:
MOV
TL0,#176-5
MOV
TH0,#60
PUSH
01H
MOV
R1,#ms50
INC
@R1
;50ms单元加1
CJNE
@R1,#20,ExitInt
MOV
@R1,#0
;恢复初值
INC
R1
INC
@R1
;秒加1
CJNE
@R1,#60,ExitInt1
MOV
@R1,#0
INC
R1
INC
@R1
;分加1
CJNE
@R1,#60,ExitInt1
MOV
@R1,#0
INC
R1
INC
@R1
;时加1
CJNE
@R1,#24,ExitInt1
MOV
@R1,#0
ExitInt1:
SETB
F0
ExitInt:
POP
01H
RETI
HexToBCD:
MOV
B,#10
DIV
AB
MOV
@R0,B
INC
R0
MOV
@R0,A
INC
R0
RET
Display:
MOV
R0,#buffer
MOV
A,sec
ACALL
HexToBCD
MOV
@R0,#10H
;第三位不显示
INC
R0
MOV
A,min
ACALL
HexToBCD
MOV
@R0,#10H
;第六位不显示
INC
R0
MOV
A,hour
ACALL
HexToBCD
MOV
R0,#buffer
LCALL
Display8
RET
END
六、思考题
1、定时器0初始化时，为什么设置TL0为176，TH0为60？
2、电子钟走时精度与哪些有关系？
中断程序中给TL0赋值为什么与初始化程序中不一样？
3、使用定时器方式二，重新编写该程序。
4、如何利用定时、中断实现交通灯的控制功能？
实验七双机通讯实验
一、实验目的与要求
1、了解单片机串行口的内部结构、工作原理；使用串行口方式二进行两个单片机之间的串行通信。
2、认真预习，做好实验前的准备工作，填写实验报告。
二、实验设备
STARES598PCI实验仪两套、PC机两台
三、实验内容
1、编写程序：
A机向B机发送一个字节的数据，B机接收到后，将该数据显示在B机P1口的发光二极管上，再将该数据发送给A机，A机接收到B机发回的数据后，显示在A机P1口的发光二极管上。
2、按图连线，运行程序，观察实验结果，掌握8250的各项功能及编程方法。
四、实验原理图
五、实验步骤
1、连线说明：
①A、B机实验仪上均连线：
A3区：
JP51
——
G6区：
JP65
②A机与B机交叉连线：
A机
A3区：
RXD
——
B机
A3区：
TXD
A3区：
TXD
——
A3区：
RXD
C1区：
GND
——
C1区：
GND
2、运行程序
3、改变传输数据的数目，重复实验，观察结果。
六、源程序
;A机程序
ORG
0000H
LJMP
MAIN
ORG
0100H
MAIN:
MOV
SP,#5FH
MOV
SCON,#80H
;设定串行口工作于方式2
MOV
PCON,#00H
;SMOD=0
SETB
REN
;允许串行口接收
MOV
A,#55H
MOV
SBUF,A
JNB
TI,$
CLR
TI
JNB
RI,$
CLR
RI
MOV
A,SBUF
MOV
P1,A
AJMP
$
END
【注意】源程序中只给出A机程序，要求学生编写出B机程序。
七、思考题
1、单片机的其它三种串行口工作方式可否实现双机通讯？
2、画出A机程序的流程图。
3、如果要在B机上实现跑马灯的显示，A机的程序又该如何修改？
4、若通过中断处理方式实现双机通信，程序该如何修改？
实验八RS232串口通讯实验
一、实验目的与要求
掌握单片机串行口的工作原理。
掌握利用串行口实现单片机与计算机间的通讯方法。
二、实验设备
STAR系列实验仪一套、PC机一台
三、实验内容
1、说明：
80C51串口经RS232电平转换后，与PC机串行相连。
PC机使用“串口调试助手”（ComPort）应用程序，实现上位机与下位机的通讯。
本实验使用查询法接收和发送资料，上位机发出指定字符,下位机收到后返回原字符。
2、编写串口通讯程序。
3、运行程序，通过串口调试助手以16进制向单片机发送一组数据，并观察结果。
四、实验原理图
五、实验步骤
1、连线说明：
A3区：
TXD
——
E7区：
TXD
A3区：
RXD
E7区：
RXD
2、实验结果：
打开串口调试助手应用程序，开串口，设置波特率为9600Baud。
在发送区内输入数据，单击“发送”。
如果单片机接收到数据将会原样返回给计算机，并且显示在串口调试助手的接收框内。
六、源程序
Length
EQU
10
;一次性接收、发送数据的数目
buffer
DATA
30H
;接收、发送缓冲区,长度为8个字节
ORG
0
LJMP
START
ORG
0023H
LJMP
RI_TI_INT
ORG
0100H
START:
MOV
R0,#buffer
MOV
TMOD,#20H
;定时器1工作方式2
MOV
TH1,#0FDH
;设波特率9600
MOV
TL1,#0FDH
MOV
SCON,#50H
;串口工作方式1，允许接收
SETB
TR1
;选通定时器1，定时器开始工作
SETB
EA
SETB
ES
SJMP
$
RI_TI_INT:
JB
TI,RI_TI_INT_1
MOV
A,SBUF
MOV
@R0,A
INC
R0
CLR
RI
CJNE
R0,#buffer+Length,$+3
JC
RI_TI_INT_2
MOV
R0,#buffer
CLR
REN
;不允许接收
SETB
TI
SJMP
RI_TI_INT_2
RI_TI_INT_1:
CLR
TI
CJNE
R0,#buffer+Length,$+3
JC
RI_TI_INT_3
MOV
R0,#buffer
SETB
REN
SJMP
RI_TI_INT_2
RI_TI_INT_3:
MOV
A,@R0
MOV
SBUF,A
INC
R0
RI_TI_INT_2:
RETI
END
七、思考题
1、画出
升级会员 